2023年6月27日，國家航天局探月與航天工程中心公布了第六批月球樣品發(fā)放公告，深圳大學(xué)深地科學(xué)與綠色能源研究院謝和平院士成功獲批100mg嫦娥五號月球樣品，這也是深圳市高等院校、科研院所首次獲批真實的月球樣品。8月7日，謝和平院士作為月球樣品使用責(zé)任人，代表使用單位深圳大學(xué)前往國家天文臺領(lǐng)取了月球樣品，現(xiàn)在這份彌足珍貴的月壤已經(jīng)交到謝和平院士研究團隊手中，這是深圳市第一次正式領(lǐng)取嫦娥五號月球樣品。

圖1月球樣品及證書

2018年，謝和平院士團隊在國際上首次提出“保壓、保溫、保質(zhì)、保濕、保光”取芯獲取地球深部真實物性參數(shù)的構(gòu)想，自主研制了深部巖石原位保真取芯探礦與保真測試分析系統(tǒng)，獲得國家自然科學(xué)基金委重大科研儀器項目資助。在重大科研儀器研制的基礎(chǔ)上，針對當(dāng)前國際上存在月球取芯“鉆不深、取不真”的現(xiàn)狀，將研究成果拓展到月球取芯探礦，提出了月球大深度保真取芯探礦構(gòu)想，獲取月球大深度及原“質(zhì)”原“位”保真樣品，實現(xiàn)更加準確的評估月球資源稟賦。國家探月中心等單位專家到深圳大學(xué)多次視察指導(dǎo)，聽取了月球保真取芯探礦和月球物質(zhì)資源及環(huán)境資源利用的匯報，并給予的充分指導(dǎo)和大力支持。2023年4月25日，國家航天局深空探測(天都)實驗室與謝和平院士聯(lián)合正式成立科學(xué)家工作室，就深空物質(zhì)資源開發(fā)中的基礎(chǔ)科學(xué)問題進行深入合作研究。

圖2深地“五?！保ū?、保溫、保質(zhì)、保光、保溫）取芯探礦大科學(xué)儀器

圖3月球大深度保真取芯探礦模擬裝置

據(jù)團隊介紹，本次月壤申請主要開展考慮宇宙深空中真空電磁漲落環(huán)境下的月壤顆粒間傳力傳熱機理研究。研究團隊在國際上首次提出從真空電磁漲落的視角建立了基于量子電動力學(xué)的不規(guī)則顆粒相互作用理論預(yù)測模型，來攻關(guān)分析月壤顆粒的傳力與傳熱機制，嘗試探索月球表面無液態(tài)水月壤卻反常出現(xiàn)了地面上非飽和土才有的高黏附力的現(xiàn)象以及月球上熱流測量出現(xiàn)明顯異常的現(xiàn)象的機理及規(guī)律。從探月工程角度，該研究有望建立顆粒相互作用理論預(yù)測模型，為月壤相關(guān)工程的設(shè)計提供理論基礎(chǔ)；從行星科學(xué)角度，該研究可推廣到真空中任意物質(zhì)顆粒體系，為原行星盤生長等現(xiàn)象提供精確預(yù)測分析；從量子物理角度，該研究可為真空電磁漲落效應(yīng)提供驗證和預(yù)測分析，為物理力學(xué)發(fā)展提供新方向。本次申請真實月壤樣本的測試可為團隊考慮真空漲落建立的月壤傳力傳熱全新分析計算模型提供了基礎(chǔ)參數(shù)輸入和驗證，有望解釋原行星盤生長、碎石堆小行星穩(wěn)定性、阿波羅熱流計異常等行星科學(xué)現(xiàn)象，也可以指導(dǎo)月球著陸取芯探礦、小行星軌道控制等深空工程設(shè)計及預(yù)測分析。

圖4深空物質(zhì)顆粒相互作用傳力傳熱測試系統(tǒng)

據(jù)悉，國家航天局針對本次嫦娥五號月球樣品申請，經(jīng)行業(yè)專家通訊評審、月球樣品專家委員會評、探月與航天工程中心審核，來自16所科研機構(gòu)與高校的60份申請獲批。我國月球樣品于2020年12月17日由嫦娥五號采集獲得返回，共計1731g，是繼上世紀六七十年代美國Apollo任務(wù)和前蘇聯(lián)Luna任務(wù)后人類從月球上獲得唯一真實樣品，彌足珍貴，具有極重要的科學(xué)研究價值。

（深圳大學(xué)深地科學(xué)與綠色能源研究院 供稿）